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传热一、填空题1.传热的基本方式有_______、_______和_______三种。2.导热系数的物理意义是_______，它的单位是_______。3.各种物体的导热系数大小顺序为_______。4.牛顿冷却定律表达式为_______，其中温度差代表_______。5.对流传热系数的主要影响因素有_______、_______、_______。6.当流体在管内呈湍流动时，对流传热热阻主要集中在_______，为了减小热阻以提高α值，可采用的措施是_______。7.流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为α=0.023λ/diRe0.8Prn，式中n是为校正_______的影响。当流体被加热时，n等于_______，当流体被冷却时，n等于_______。8．努塞尔特准数Nu表示_______的准数，其准数式为_______；普兰特准数Pr表示_______的准数，其准数式为_______9.蒸气冷凝有_______和_______两种方式。10.液体在大容器内沸腾时，随着温度差（swtt）的不同，出现_______、_______和_______不同的沸腾状态。11.总传热系数的倒数1/K代表_______，提高K值的关键是_______。12.在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在_______程流动，总传热系数接近于_______的对流传热系数。13．根据热补偿方式的不同，写出三种管壳式换热器的基本型式：_______、_______和_______。14.写出三种间壁式换热器的名称：_______、_______和_______。15．蒸汽在套管换热器中的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数K值接近于_______的对流传热系数；管壁的温度接近于_______的温度。二、选择题1．双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1，和λ2，其对应的温度差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为（）。A．λ1＜λ2,B．λ1＞λ2C．λ1=λ2D．无法确定2．空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2：和λ3，其大小顺序为（）。A.λ1＞λ2＞λ3B.λ1＜λ2＜λ3C．λ2＞λ3＞λ1,D.λ2＜λ3＜λ1,3．通过三层平壁的定态热传导，各层界面间接触均匀，第一层两侧温度为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R1和第二、三层热阻R2、R3的大小为（）。A.R1＞（R2＋R3）B．R1＜（R2＋R3）C．无法确定D．R1=（R2十R3）4．在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（）。甲：传热管壁温度接近加热蒸汽温度。乙总传热系数接近于空气侧对流传热系数。A．甲、乙均合理B．甲、乙均不合理C．甲合理、乙不合理D．甲不合理、乙合理5．对流传热速率=系数×推动力，其中推动力是（）。A．两流体的温度差B．.流体温度和壁温度差C．同一流体的温度差D．两流体的速度差6．因次分析的目的是（）。A．得到各变量间定量关系B．用无因次数群代替变量，使实验简化C．得到无因次数群间定量关系D．实验结果更可靠7．计算液体在圆管内对流传热系数，若可采用Nu＝0.023Re0.8Prn，式中指数n为（）。A．0.4B．0.3C．被加热时为0.4,被冷却时为0.3D．被加热时为0.3，被冷却时为0.48．水在圆管中强制湍流时的对流传热系数i为1000W/（m2·℃），若将水的流量增加一倍，而其他条件不变，则i为（）。A.2000B.1740C.1000D.5009．对间壁两侧流体一侧恒温、另一侧变温的传热过程，逆流和并流时△tm大小为（）。A.△tm逆＞△t并B.△tm逆＜△t并C.△tm逆=△t并D.无法确定10．工业生产中，沸腾传热应设法保持在（）。A.自然对流区B.核状沸腾区C.膜状沸腾区D.过渡区三、计算题1.普通砖平壁厚度为460mm，一侧壁面温度为200℃，另一侧壁面温度为30℃，已知砖平均导热系数为0.93W/（m·℃），试求：（1）通过平壁的热传导通量，W/m2；（2）平壁内距离高温侧300mm处温度，℃*2.燃烧炉的平壁由三种材料的平砖砌成。内层为耐火砖，其厚度为150mm，平均导热系数为11.5W/（m·℃）；中间层为绝热砖，其厚度为130mm，平均导热系数为0.15W/(m·℃)外层为普通砖，其厚度为230mm，平均导热系数为0.8.W/(m·℃）。已知炉内、外壁表面温度分别为900℃和40℃，试求：（1）耐火砖和绝热砖间界面温度t2，℃；（2）绝热砖和普通砖间界面温度t3,℃；（3）通过三层平壁的热传导通量，W/m2。3．平壁炉是用内层为120mm厚的耐火砖和外层为230mm的普通砖砌成。两种砖的导热系数均为未知。测得炉内壁温度为800℃，炉外侧壁面温度为113℃。为减少热损失，后又在普通砖外包一层厚度为50mm、导热系数为0.2W/(m·℃)的石棉。包扎后测得各层温度为：炉内壁温度为800℃，耐火砖和普通砖界面温度为686℃，普通砖和石棉界面温度为405℃，石棉外侧温度为77℃。试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数及耐火砖导热系数λ1、普通砖导热系数λ2。4.有一直径为Φ32mm×3.5mm的蒸汽管道，其长度为6m，已知管内壁温度为100℃，外壁温度为90℃，试求该管的散热量。钢管的导热系数为45W/(m·℃)。5．在直径为Φ60mm×3.5mm的钢管外包有两层绝热材料。内层厚度为40mm，其平均导热系数为0.07W/(m.·℃)；外层厚度为20mm，其平均导热系数为0.15W/(m·℃)。现测得管内壁温度为500℃，最外层表面温度为80℃，试求单位管长的热损失和两层保温层界面上的温度t3。钢管导热系数为45W/(m·℃)。6.在蒸汽管道外包扎有两层厚度相同而导热系数不同的保温层，外层的平均直径为内层的2倍，其导热系数也为内层的2倍。若将两种材料互换而其他条件不变，试何每米管长的热损失变化多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适？7．常压下空气以15m/s的平均流速在长为4m,管径为Φ60mm×3.5mm的钢管中流动，温度从150℃升高到250℃，试求管壁对空气的对流传热系数。8．某流体在圆形直管内作强制湍流传热，已知其对流传热系数为500W/（m2·℃），现欲使α值提高到750W/（m2·℃），试问其流速应增加多少倍？9.在套管换热器中，一定流量的水在内管中流过而被加热，并测得管内水侧对流传热系数为2000W/(m2·℃).若相同体积流量的某油品通过该换热器内管中而被加热，试求此时管内油侧的对流传热系数。假设两种情况下流体均为强制湍流传热。已知两流体在定性温度下物性如下：ρ，kg/m3μ，Pa·scp，kJ/（kg·℃）λ，W/（m·℃）水10000.54×10-34.170.65油品8105.1×10-32.010.1510.试求绝压为200kPa,流量为3600kg/h的饱和蒸汽冷凝后并降温到49℃时所放出的热量。11.在套管换热器中，用冷水将硝基苯从85℃冷却到35℃，冷却水进、出口温度分别为20℃和30℃。若硝基苯流量为1000kg/h，试求冷却水用量，假设换热器热损失可忽略。12.在套管换热器中，水以1.0m/s的速度流过套管中的内管，内管内径为25mm、长为4m。水的进口温度为20℃，管内壁的平均温度为50℃，若管壁对水的平均对流传热系数为3000W/（m2·℃），试求水的出口温度。假设换热器的热损失可忽略。水的密度取为1000kg/m3，比热容为4.187kJ/(kg·℃）。13.在套管换热器中，冷流体温度由100℃加热到160℃，热流体温度由250℃冷却到180℃，试计算两流体作并流和逆流时的平均温度差。14.在一单壳程、双管程的1-2型管壳式换热器中，冷流体的进、出口温度分别为20℃和50℃，热流体的进、出口温度分别为100℃和60℃，试求传热平均温度差。15.管壳式换热器管束由Φ25mm×2.5mm的钢管组成。管内空气侧的对流传热系数为40W/（m2·℃），管外水侧对流传热系数为3000W/（m2·℃），空气侧污垢热阻为0.53×10-3m2·℃/W，水侧污垢热阻为0.21×10-3m2·℃/W，钢的导热系数为45W/(m·℃)，试求基于管内表面的总传热系数Ki和基于管外表的总传热系数Ko。*16.在一单程管壳式换热器中，管内为某溶液呈湍流流动，流量为15000kg/h，温度由15℃升到75℃，其平均比热容为4.18kJ/(kg·℃)；壳程为110℃的饱和蒸汽冷凝，并在饱和温度下排出。已测得总传热系数K0为400W/（m2·℃），试求传热面积S0。又若换热器列管管束由136根Φ25mm×2.5mm钢管组成，试求管有效长度。假设换热器热损失可忽略。17.在一套管换热器中，管内为冷却水，管间为空气，空气和水的流动均呈湍流状态。水侧对流传热系数为2000W/(m2·℃)，空气侧对流传热系数为50W/(m2·℃)，污垢热阻和管壁热阻均可忽略。若水的流量增加一倍，试求总传热系数增加的百分数。假设空气侧α不变，总传热系数可按平壁计算。18.在传热面积为20m2的换热器中，用温度为20℃、流量为13200kg/h的冷却水冷却进口温度为110℃的醋酸，两流体呈逆流流动。换热器刚开始运行时，水出口温度为45℃，醋酸出口温度为40℃，试求总传热系数Ko。而在换热器运行一段时间后，若两流体的流量不变，进口温度也不变，而冷水的出口温度降到38℃，试求总传热系数下降的百分数。水的比热容可取为4.2kJ/(kg·℃)，换热器的热损失可忽略。19．在1-4型管壳式换热器中，用饱和蒸汽将流量为53m3/h的某油品从60℃加热到80℃，已知油品的密度为800kg/m3，比热容为2.0kJ/（kg·℃），换热器的管束由368根Φ19mm×2mm的管子所组成，每根管子长度为6m。若基于管外表面的总传热系数为110W/（m2·℃），冷凝水在饱和温度下排出，换热器的热损失可忽略，试求饱和蒸汽的温度。设传热平均温度差可按算术平均值计算。*20.有一单程管壳式换热器，传热面积S0为4m2，列管直径为Φ25mm×2.5mm。用温度为25℃水将油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间，并呈逆流流动。已知水和油的流量分别为1200kg/h和1400kg/h,其比热容分别为4.18kJ/(kg·℃)和2.0kJ/(kg·℃)；水侧和油侧的对流传热系数为1800W/（m2·℃）和200W/（m2·℃）。污垢热阻和管壁热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略。试校核该换热器是否合用？若不合用试定性分析应采取什么措施使该换热器合用。*21．有一管壳式换热器，管束由300根Φ25mm×2.5mm钢管组成，管长为2m.管内为常压空气流过，其流量为8000kg/h，进、出口温度为20℃和85℃，壳方为108℃的饱和蒸汽冷凝，并在同温度下排出。若蒸汽冷凝传热系数为1×104W/（m2·℃），管壁热阻和污垢热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略。空气在定性温度下物性如下：cp为1kJ（kg·℃），μ为1.98×10-5Pa·s，λ为2.85×10-2W/（m·℃），试求：（1）空气在管内的对流传热系数；（2）总传热系数Ko；（3）校核该换热器能否满足要求。22.有一套管换热器，内管为Φ57mm×3.5mm、外管为Φ108mm×4mm的钢管。苯以流量3.5×103kg/h在内管内流过，进、出口温度为50℃和80℃，苯的密度可取为880kg/m3。饱和蒸汽在外管内冷凝，饱和蒸汽绝压为2.00℃，并以饱和水排出。若蒸汽冷凝传热系数可取为1×104W/（m2·℃），内管内侧污垢热阻可取为3.510-4（m2.℃）/W，内管管壁热阻及内管外侧污垢热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略，试求：（1）加热蒸汽用量；（2）套管的有效长度；（3）若加热蒸汽绝压降到140kPa,此时苯出口温度t2如何变化？（假设总传热系数不变，传热平均温度差可按算术平